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京师教育精品一对一学科辅导讲义
学生姓名： 年 级： 辅导科目： 物理 课时数： 3
第 讲：期末复习——内能
教学目标
1、掌握分子动理论；
2、掌握内能及其应用；
3、理解比热容并掌握其运算。
教学重难点
1、掌握内能及其应用；
2、理解比热容并掌握其运算。
三、教学过程
（一）、课堂回顾
质量为10kg的水，温度由30℃升高到50℃，吸收多少热量？
（二）、知识要点
知识点1、分子热运动
1、物质的构成：常见的物质是由极其微小的粒子 构成的。
2、分子热运动：
（1）不同的物质在互相接触的过程中彼此进入对方的现象叫扩散。
（2）扩散现象表明，一切物质的分子都在 做无规则运动。
（3）由于分子的无规则运动跟 有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
3、分子之间存在
例题1、在长期堆放煤的地方，地面和墙角都会染上一层黑色，用力刮去墙的一层表皮，可以看到里面还是黑色的，这说明 ；
两滴水银互相靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子间存在着 ；
“破镜重圆”是一种美好的愿望，我们可以将两块表面光滑的铅块挤压后粘在一起，但是两块破镜却做不到，这是因为镜子断裂处的绝大多数分子间的距离较 ，分子间几乎没有作用力。
变式训练1、在一满杯水中，慢慢地加入两小勺细砂糖，杯中的水不会溢出，这说明 ；过一会儿，取一勺上面的水，尝一尝，发现水有甜味，这是因为 ；食用油与水很难融合，说明分子之间存在 。
例题2、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。下列说法正确的是( )
A迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃烧
B此实验只通过热传递改变筒内空气的内能
C下压活塞的过程，空气的内能转化为活塞的机械能
D硝化棉燃烧，是因为玻璃筒内空气的温度升高，内能增大
变式训练1、云中冰粒下落，温度升高变成雨滴，下列说法正确的是( )
A冰粒液化为雨滴
B雨滴内分子间不存在分子引力
C雨滴的内能大于同质量冰粒的内能
D雨滴内能转化为动能，所以下落越来越快
知识点2、内能
1、定义： 物体内部所有分子热运动的 与 的总和，叫物体的内能。
2、单位：焦耳，符号J。
3、影响内能大小的因素： 。
4、改变内能的方法：
（1）
（2）
例题3、通过热传递，某物体从固态变为液态，如图所示该过程物体的温度随时间变化图像，下列说法正确的是( )
A 这是非晶体
B 此过程是液化过程
C t=0时刻物体内能为零
D 0-t1这段时间，物体要吸热
变式训练1、如图所示是某物质由液态变为固态过程中温度随时间变化的图像，下列说法正确的是( )
A t4时刻物体内能为零
B t2、t3时刻物体内能相等
C t2时刻物体的内能比t3时刻的小
D t1时刻物体的分子动能比t2时刻的大
知识点3、比热容
1、定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。符号c。
水的比热容比较大，是
2、单位：焦耳每千克摄氏度，符号是
3、热量的计算
（1）吸热公式：
（2）放热公式：
例题4、如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的____能，这个能量转化过程与汽油机工作时 冲程的能量转化过程一样.汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的 大的特点.
变式训练1、“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就察觉到城市暧于郊区.分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具排放大量的____;二是建筑群、马路中的砂石、水泥的 小，在相同的日照条件下温度上升得更明显;三是城市水面小，水所吸收 少;四是楼群林立，难以形成对流.
例题5、某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃，消耗了4.2 g酒精。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg。求：
1小题1.此过程中水吸收的热量；
2小题2.4.2 g酒精完全燃烧放出的热量；
3小题3.酒精灯烧水时的热效率。
变式训练1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤的热值约为3×107J/kg。求：
1小题1.煤完全燃烧产生的热量；
2小题2.经过6min时间加热，水所吸收的热量；
3小题3.煤炉烧水时的热效率。
知识点4、热机
利用 做功的机械，叫做热机。
常见的热机有：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
1、内能利用的两种方式： 。
2、内燃机及其工作原理：
①内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机分为 。
四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮 完成的。
3、汽油机和柴油机的异同点：
不同点 相同点
项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴
点火 方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％
用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
例题6、如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图.C图是____冲程,与它原理相同的是____图所示的演示实验.汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是____图.(后两空选填字母)

答案：(1) 做功　　(2) F(3) B　
变式训练1、如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外____，燃气的____能转化为盒盖的____能，这与四冲程汽油机的____冲程的能量转化相同。
知识点5、热机的效率
1.燃料的热值：
（1）定义：把某种燃料 放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
（2）单位：焦每千克，符号：J/kg。
（3）热量的计算：
2.热机的效率：
（1）定义：用来做有用功的那部分内里，与燃料完全燃烧放出的能量之比，
叫做热机的效率。
（2）公式：
例题7、甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是( )
A 甲的功率大于乙的功率
B 甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C 乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D 工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
变式训练1、如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A B
C D
例题8、某辆小轿车油箱内装有32kg 汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：
1.汽车到达目的地牵引力所做的功；
2.通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
变式训练1、最新一款无人驾驶汽车，该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
1.该汽车发动机做的有用功是多少？
2.该汽车的输出功率为多少？
知识点6、能量的转化和守恒
1．常见的能量形式有：机械能、内能、电能、光能、化学能等。
这些不同形式的能在一定的条件下可以相互转化。
2．能量的转化和守恒定律：能量只会 或者 。
而在转化和转移的过程中，能量的 保持不变。
例题9、下列说法错误的是( )
A 电池充电，电能转化为化学能
B 汽油机工作过程中，化学能转化为机械能
C 用热水袋取暖，内能发生了转移
D 暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
变式训练1、如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球( )
A 在b、d两点动能相等
B 在a、d两点机械能相等
C 从b到c的过程机械能减少
D 从c到d的过程重力势能减少
例题10、抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下水库（下池）。抽水蓄能的机组能起到作为一般水轮机的发电作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用，在电力系统低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，往上池蓄水，将 能转化为 能。在电力系统高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，将 能转化为 能，送到电网。
变式训练1、现在我国大力推广太阳能热水器,不仅能解决部分能源问题,将太阳能转化为____能,更重要的是有利于保护环境,改善空气质量,这主要是因为太阳能是一种 (填“可再生”或“不可再生”)能源.某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量有 J,这些热量相当于效率为50%的燃具完全燃烧 m3的天然气放出的热量.[q天然气=7×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
（三）、课堂小结
1、什么是分子动理论？
2、内能的影响因素？
3、比热容是物质本身的一种性质，水的比热容比较大，是
4、比热容和热机的效率的计算公式是？
答：（1）吸热公式： 放热公式：
（2） 热机的效率：
5、能量的转化和守恒定律是？
答：能量只会 或者 。而在转化和转移的过程中，
能量的 保持不变。
（四）课堂小测
1、信阳“毛尖”深受人们喜爱，在制茶过程中，通过加热能使新鲜茶叶中的水分快速____（填物态变化名称），这便是制茶工序中的“杀青”。用高温开水能很快泡出茶香、茶色，这是因为温度越高，____越剧烈。
2、如图所示，向装有少量水的烧瓶内打气．当瓶塞跳起时，瓶内气体内能____（选填“增大”或“减小”），温度____（选填“升高”或“降低”），瓶内水蒸气发生____（选填物态变化名称）现象，从而出现“白气”。
3、如图是世界上早期的蒸汽汽车模型。燃料燃烧使水温升高，水的____能增加，再转化为汽车的____能，使汽车前进。
4、如图是柴油机工作的____冲程。柴油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是利用水____的特性。水箱中5 kg的水温度升高了20 ℃，这些水吸收的热量为____J。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
5、如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )
A B
C D
6、甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q-m图像如图所示，则甲、乙两种燃料的热值q的关系是( )
A q甲>q乙
B q甲C q甲=q乙
D 条件不足，无法判断
7、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m2面积上的太阳能
1.水在10h内吸收多少热量？
2.如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为8.4×107J∕m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收
3.该太阳能热水器的能量转化效率是多大？
8、一旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取：g=10N/kg，柴油的热值为4×107J/kg，ρ柴油=0.8×103 kg/m3）
求：1.假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
2.观光艇以最大功率匀速行驶时，受到水的平均阻力是多大？
3.若这次航行2小时共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多少？
9、阅读以下短文，回答问题
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题：
1.太阳能属于_______ (选择“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______（选填“变大”“不变”“变小”）;
2.玻璃吸热管内表面为何涂成黑色，请说明理由;
3.将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？
[水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）]
4.某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？
（五）课后作业
（基础）
1、图中的示意图形象反映物质气、液、固三态分子排列的特点，正确的说法是( )
A 甲是气态
B 乙是气态
C 丙是气态
D 甲是固态
2、如图所示的现象中，通过热传递来改变内能的是( )
A B C D
3、人们通常说今天天气很热，这里说的“热”是指____，打气筒会摩擦生热，这里的“热”是指____.
4、一箱汽油用掉一半后，剩下的汽油与原来一箱汽油相比较，大小变为原来的一半的物理量是( )
A 比热容 B 热值
C 质量 D 密度
5、现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示其中做功冲程是（ ）
A B C D
6、下列数据中最接近事实的是( )
A 人步行的速度是5m/s
B洗澡水的温度是80℃
C 通过电风扇的电流是10A
D 柴油机的效率是35％
7、【简答题】说出下列过程中能量转化或转移的情况
（1）启动汽车的发动机，汽车向前开_____________________________________
（2）滑滑梯时，臀部会发烫_____________________________________________
（3）利用电饭锅烧饭_____________________________________________
8、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从26℃加热到76℃，燃烧了一定量的无烟煤，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：
1小题1.锅炉内的水吸收的热量是多少？
2小题2.假设无烟煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需完全燃烧多少千克的无烟煤？
9、康明斯DCM900P1型800千瓦柴油发电机组燃烧0.85kg柴油能发1.462×107J的电能，求：1小题1.该型柴油机的效率是多少？（柴油的热值是q=4.3×107J/kg）
（提高）
1、将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下，使玻璃板水平接触水面，如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板，玻璃板并未与水面分离，却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲，如图乙所示，这是因为____，此时弹簧测力计的示数____（选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃板自身的重力。
2、说出下列现象中能量的转化或转移情况。
（1）用热水袋取暖：
（2）飞驰而过的流星拖着一条发光的“长尾巴”：
（3）用电炉烧水：
（4）水沸腾时，水壶盖向上顶起来
3、机场安检过程中，防暴犬功不可没．即便隔着多层包装，防暴犬也能嗅出炸药的气味，这说明组成炸药的分子( )
A 相互之间存在斥力
B 处于永不停息的运动中
C 相互之间存在引力
D 一直处于静止状态
4、关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是( )
A物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B 0℃的冰没有内能
C做功可以改变物体的内能
D 物体放出热量时，温度一定降低
5、有两个容积相同的保温杯，设计实验比较哪个杯的保温效果好。
1.需要的实验器材：________________________；
2.写出实验步骤和判断哪个杯保温效果好的根据。
6、请根据表中提供的信息，回答下列问题:
1.因为水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石的 ，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区的
(均填“大”或“小”)；
2.一杯质量为0.2 kg的水，温度从70 ℃降到20 ℃，在此过程中，水放出的热量为____J，水的比热容 (填“增大”“减小”或“不变”)；
3.冷却食品时，0 ℃的水与0 ℃的冰相比，用_____________冷却效果更好，你判断的依据是__________________________________________________________________________________________________.
7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶过程中消耗的汽油为20kg，小汽车发动机的效率为30%，汽油的热值q=4.6×107J/kg．求小汽车在这段路程中：
1.所受的阻力；
2.行驶的路程．
高中★初中★小学 专业课外辅导
1 / 16京师教育精品一对一学科辅导讲义
学生姓名： 年 级： 辅导科目： 物理 课时数： 3
第 讲：期末复习——内能
教学目标
1、掌握分子动理论；
2、掌握内能及其应用；
3、理解比热容并掌握其运算。
教学重难点
1、掌握内能及其应用；
2、理解比热容并掌握其运算。
三、教学过程
（一）、课堂回顾
质量为10kg的水，温度由30℃升高到50℃，吸收多少热量？
（二）、知识要点
知识点1、分子热运动
1、物质的构成：常见的物质是由极其微小的粒子分子、原子构成的。
2、分子热运动：
（1）不同的物质在互相接触的过程中彼此进入对方的现象叫扩散。
（2）扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
（3）由于分子的无规则运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
3、分子之间存在引力和斥力
例题1、在长期堆放煤的地方，地面和墙角都会染上一层黑色，用力刮去墙的一层表皮，可以看到里面还是黑色的，这说明____；两滴水银互相靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子间存在着____；“破镜重圆”是一种美好的愿望，我们可以将两
块表面光滑的铅块挤压后粘在一起，但是两块破镜却做不到，这是因为镜子断裂处的绝大多数分子间的距离较____，分子间几乎没有作用力。
答案：(1) 分子在不停息地做无规则运动(2) 引力(3) 大
变式训练1、在一满杯水中，慢慢地加入两小勺细砂糖，杯中的水不会溢出，这说明____；过一会儿，取一勺上面的水，尝一尝，发现水有甜味，这是因为____；食用油与水很难融合，说明分子之间存在____。
答案：(1) 分子间有间隙(2) 分子在不停地做无规则运动(3) 斥力
例题2、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。下列说法正确的是( )
A迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃烧
B此实验只通过热传递改变筒内空气的内能
C下压活塞的过程，空气的内能转化为活塞的机械能
D硝化棉燃烧，是因为玻璃筒内空气的温度升高，内能增大
答案：D
解析迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，通过此实验可说明做功可以改变物体的内能，故ABC错误，D正确。
故选D。
变式训练1、云中冰粒下落，温度升高变成雨滴，下列说法正确的是( )
A冰粒液化为雨滴
B雨滴内分子间不存在分子引力
C雨滴的内能大于同质量冰粒的内能
D雨滴内能转化为动能，所以下落越来越快
答案：C
解析A. 下落中冰粒熔化为雨滴，故A错误；
B. 雨滴内分子间存在分子引力，故B错误；
C. 由于温度升高，则雨滴的内能大于同质量冰粒的内能，故C正确；
D. 雨滴下落过程中，重力势能转化为动能，所以速度越来越快，故D错误。
故选C。
知识点2、内能
1、定义：物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。由于分子之间有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。
2、单位：焦耳，符号J。
3、影响内能大小的因素：质量、温度、体积、状态。
4、改变内能的方法：
（1）热传递：能量从高温物体传递到低温物体，低温物体内能增加，高温物体内能减少。实质上热传递是内能在不同的物质内部转移的过程。
（2）做功：外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小。
例题3、通过热传递，某物体从固态变为液态，如图所示该过程物体的温度随时间变化图像，下列说法正确的是( )
A 这是非晶体
B 此过程是液化过程
C t=0时刻物体内能为零
D 0-t1这段时间，物体要吸热
答案：D
解析A、从图象可以看出，此物质有一定的熔化温度，所以此物质是晶体，故A错误；
B、从图象可以看出，固体吸热，温度升高，继续吸热，温度不变，此时温度不变的过程是晶体的熔化过程，故B错误；
C、任何物质的分子总在永不停息地做无规则运动，所以内能不可能为零，因此t0时刻物体温度为零，但其分子仍不停地做无规则运动，所以具有内能，故C错误；
D、0-t1这段时间，物体一直吸热，故D正确；
故选D。
变式训练1、如图所示是某物质由液态变为固态过程中温度随时间变化的图像，下列说法正确的是( )
A t4时刻物体内能为零
B t2、t3时刻物体内能相等
C t2时刻物体的内能比t3时刻的小
D t1时刻物体的分子动能比t2时刻的大
答案：D
解析t4时刻物体温度为零，但其分子仍不停地做无规则运动，所以具有内能，A错误；t2、t3时刻温度相同，但在凝固过程中物体不断放热，所以内能减小，B、C错误；t1时刻物体温度比t2时刻高，所以t1时刻物体的分子动能比t2时刻的大，D正确。
故选D。
知识点3、比热容
1、定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。符号c。
水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）
2、单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(㎏·℃）。
3、热量的计算
（1）吸热公式：
（2）放热公式：
例题4、如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的____能，这个能量转化过程与汽油机工作时____冲程的能量转化过程一样.汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的____大的特点.
答案：(1) 机械(2) 做功(3) 比热容
变式训练1、“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就察觉到城市暧于郊区.分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具排放大量的____;二是建筑群、马路中的砂石、水泥的____小，在相同的日照条件下温度上升得更明显;三是城市水面小，水所吸收____少;四是楼群林立，难以形成对流.
答案：(1) 热量(2) 比热容(3) 热量
例题5、某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃，消耗了4.2 g酒精。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg。求：
1小题1.此过程中水吸收的热量；
2小题2.4.2 g酒精完全燃烧放出的热量；
3小题3.酒精灯烧水时的热效率。
（1）：2.52×104 J（2）：1.26×105 J（3）：20%
解析
（1）100 g=0.1 kg，水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃=2.52×104 J。
（2）酒精完全燃烧产生的热量Q放=m'q=0.004 2 kg×3×107 J/kg=1.26×105 J。
（3）酒精灯烧水时的热效率。
变式训练1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤的热值约为3×107J/kg。求：
1小题1.煤完全燃烧产生的热量；
2小题2.经过6min时间加热，水所吸收的热量；
3小题3.煤炉烧水时的热效率。
（1）：煤完全燃烧产生的热量为9×106J
（2）：经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J
（3）：煤炉烧水时的热效率为28%
解析（1）煤完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.3kg×3×107J/kg=9×106J，
（2）水的体积V=10L=10dm3=0.01m3，
水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg，
由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，
则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（80℃-20℃）
=2.52×106J；
（3）煤炉烧水时的热效率：。
知识点4、热机
利用内能做功的机械，叫做热机。
常见的热机有：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
1、内能利用的两种方式：加热、做功。
2、内燃机及其工作原理：
①内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机分为汽油机和柴油机。
　　②内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。
3、汽油机和柴油机的异同点：
不同点 相同点
项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴
点火 方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％
用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
例题6、如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图.C图是____冲程,与它原理相同的是____图所示的演示实验.汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是____图.(后两空选填字母)

答案：(1) 做功　　(2) F(3) B　
解析
A、B、C、D分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.做功冲程是将内能转化为机械能,与F原理相同.汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能,故选B.
变式训练1、如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外____，燃气的____能转化为盒盖的____能，这与四冲程汽油机的____冲程的能量转化相同。
答案：(1) 做功(2) 内(3) 机械(4) 做功
知识点5、热机的效率
1.燃料的热值：
（1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
（2）单位：焦每千克，符号：J/kg。
（3）热量的计算：
2.热机的效率：
（1）定义：用来做有用功的那部分内里，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
（2）公式：。
例题7、甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是( )
A 甲的功率大于乙的功率
B 甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C 乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D 工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
答案：C
变式训练1、如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A B
C D
答案：B
解析由能流图可知，燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E3，所以内燃机的效率可表示为。故选B。
例题8、某辆小轿车油箱内装有32kg 汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：
1小题1.汽车到达目的地牵引力所做的功；
2小题2.通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
答案：2.76×108J 不需加油
解析（1）∵轿车匀速行驶，∴轿车的牵引力：F=f=920N，
轿车到达目的地牵引力所做的功：W=Fs=920N×300×103m=2.76×108J；
（2）32kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=32kg×4.6×107J/kg=1.472×109J，
可以转化成机械能（牵引力做功）：
W′=Qη=1.472×109J×30%=4.416×108J＞2.76×108J．
所以汽车在行驶途中不需要加油．
答：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功为2.76×108J；
（2）汽车在行驶途中不需要加油。
变式训练1、最新一款无人驾驶汽车，该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
1小题1.该汽车发动机做的有用功是多少？
2小题2.该汽车的输出功率为多少？
（1）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J
（2）该汽车的输出功率为4.05×104W
解析（1）由得，
消耗汽油的质量为：m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3 m3=1.2kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；
由得，汽油机的有用功：W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；
（2）由v=得汽车运动的时间：t==h=400s；
汽车的输出功率： 。
知识点6、能量的转化和守恒
1．常见的能量形式有：机械能、内能、电能、光能、化学能等。
这些不同形式的能在一定的条件下可以相互转化。如摩擦生热是机械能转化为内能；水电站里的水轮机带动发电机发电是机械能转化为电能。
2．能量的转化和守恒定律：能量只会转化或者转移。
而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
例题9、下列说法错误的是( )
A 电池充电，电能转化为化学能
B 汽油机工作过程中，化学能转化为机械能
C 用热水袋取暖，内能发生了转移
D 暖瓶塞被热气弹开，机械能转化为内能
答案：D
变式训练1、如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球( )
A 在b、d两点动能相等
B 在a、d两点机械能相等
C 从b到c的过程机械能减少
D 从c到d的过程重力势能减少
答案：C
例题10、抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下水库（下池）。抽水蓄能的机组能起到作为一般水轮机的发电作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用，在电力系统低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，往上池蓄水，将 能转化为 能。在电力系统高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，将 能转化为 能，送到电网。
答案：电 机械 电 机械
变式训练1、现在我国大力推广太阳能热水器,不仅能解决部分能源问题,将太阳能转化为____能,更重要的是有利于保护环境,改善空气质量,这主要是因为太阳能是一种____(填“可再生”或“不可再生”)能源.某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量有____J,这些热量相当于效率为50%的燃具完全燃烧____m3的天然气放出的热量.[q天然气=7×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案：(1) 内(2) 可再生(3) 6.3×107(4) 1.8
解析太阳能热水器能使水的温度上升，将太阳能转换为水的内能；
太阳能、风能、水能等可从自然界不断获得且可重复利用，属可再生能源；煤、石油、天然气、核能等在地球是的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源；
水吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/（kg ℃）×500kg×30℃=6.3×107J；
这些热量相当于效率为50%的燃具，即Q吸=50%Q放，
则Q放==1.26×108J；
由Q放=V气q，可得，V气===1.8m3．
（三）、课堂小结
1、什么是分子动理论？
答：（1）物质是由大量分子组成的 （2）分子永不停息地做无规则热运动 　　
（3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力 　
2、内能的影响因素？
答：质量、温度、体积、状态
3、比热容是物质本身的一种性质，水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）
4、比热容和热机的效率的计算公式是？
答：（1）吸热公式： 放热公式：
（2）。
5、能量的转化和守恒定律是？
答：能量只会转化或者转移。而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
（四）课堂小测
1、信阳“毛尖”深受人们喜爱，在制茶过程中，通过加热能使新鲜茶叶中的水分快速____（填物态变化名称），这便是制茶工序中的“杀青”。用高温开水能很快泡出茶香、茶色，这是因为温度越高，____越剧烈。
答案：(1) 汽化(2) 分子的无规则运动
2、如图所示，向装有少量水的烧瓶内打气．当瓶塞跳起时，瓶内气体内能____（选填“增大”或“减小”），温度____（选填“升高”或“降低”），瓶内水蒸气发生____（选填物态变化名称）现象，从而出现“白气”。
答案：减小 降低 液化
3、如图是世界上早期的蒸汽汽车模型。燃料燃烧使水温升高，水的____能增加，再转化为汽车的____能，使汽车前进。
答案：(1) 内(2) 机械
4、如图是柴油机工作的____冲程。柴油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热量带走，这是利用水____的特性。水箱中5 kg的水温度升高了20 ℃，这些水吸收的热量为____J。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
答案：(1) 排气(2) 比热容大(3) 4.2×105
5、如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )
A B
C D
答案：C
6、甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q-m图像如图所示，则甲、乙两种燃料的热值q的关系是( )
A q甲>q乙
B q甲C q甲=q乙
D 条件不足，无法判断
答案：A
7、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m2面积上的太阳能.
1小题1.水在10h内吸收多少热量？
2小题2.如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为8.4×107J∕m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
3小题3.该太阳能热水器的能量转化效率是多大？
答案：答案：2.1×107J 0.25m3 50%
8、一旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取：g=10N/kg，柴油的热值为4×107J/kg，ρ柴油=0.8×103 kg/m3）
求：
1小题1.假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
答案：
21000N
2小题2.观光艇以最大功率匀速行驶时，受到水的平均阻力是多大？
答案：
3600N
3小题3.若这次航行2小时共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多少？
答案：
33.75%
（1）F浮=G=mg=（900kg +20×60kg）×10N/kg=21000N;
（2）W=Pt=Ps/v=Fs
;
（3）m=ρV=0.8×103kg /m3×3×10-2m3=24kg
放出的热量：Q=4×107 J/ kg×24 kg=9.6×108 J
W=Pt=45000W×2×3600s=3.24×108 J
η=W/Q =3.24×108 J/9.6×108J =33.75% 。
9、阅读以下短文，回答问题
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题：
1小题1.太阳能属于_______ (选择“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______（选填“变大”“不变”“变小”）;
2小题2.玻璃吸热管内表面为何涂成黑色，请说明理由;
3小题3.将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？
[水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）]
4小题4.某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？
答案：一次能源， 小 黑色吸热能力强 2.1×107J 18750s或约5.2h
解析（1）太阳能属于直接从自然界获得的能源，是一次能源;
（2）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的内表面，因为黑色吸热能力强;
（3）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃＝2.1×107J;
（4）根据题意可求每秒水吸收的热量，又知道水吸收的热量，求需要的加热时间：
Q放= Q吸/η=2.1×107J/0.4=5.25×107J
P总=1.4×103W/m2×2 m2=2.8×103W
t=Q放/ P总=5.25×107J/2.8×103W=18750s或约5.2h。
（五）课后作业
（基础）
1、图中的示意图形象反映物质气、液、固三态分子排列的特点，正确的说法是( )
A 甲是气态
B 乙是气态
C 丙是气态
D 甲是固态
答案：C
2、如图所示的现象中，通过热传递来改变内能的是( )
A B C D
答案：A
3、人们通常说今天天气很热，这里说的“热”是指____，打气筒会摩擦生热，这里的“热”是指____.
答案：(1) 温度高(2) 内能
4、一箱汽油用掉一半后，剩下的汽油与原来一箱汽油相比较，大小变为原来的一半的物理量是( )
A 比热容 B 热值
C 质量 D 密度
答案：C
5、现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示其中做功冲程是（ ）
A B C D
答案：B
6、下列数据中最接近事实的是( )
A 人步行的速度是5m/s
B洗澡水的温度是80℃
C 通过电风扇的电流是10A
D 柴油机的效率是35％
答案：D
7、【简答题】说出下列过程中能量转化或转移的情况
（1）启动汽车的发动机，汽车向前开_____________________________________
（2）滑滑梯时，臀部会发烫_____________________________________________
（3）利用电饭锅烧饭_____________________________________________
答案：内能转化为机械能；机械能转化为内能；电能转化为内能
8、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从26℃加热到76℃，燃烧了一定量的无烟煤，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：
1小题1.锅炉内的水吸收的热量是多少？
答案：4.2×107J
2小题2.假设无烟煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需完全燃烧多少千克的无烟煤？
答案：1.24千克
解析（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×200kg×（76℃-26℃）=4.2×107J；
（2）由题知，Q放=m煤q=Q吸=4.2×107J，
需要无烟煤的质量：。
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是4.2×107J；
（2）假设无烟煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需完全燃烧1.24千克的无烟煤。
9、康明斯DCM900P1型800千瓦柴油发电机组燃烧0.85kg柴油能发1.462×107J的电能，求：1小题1.该型柴油机的效率是多少？（柴油的热值是q=4.3×107J/kg）
答案：40%
（提高）
1、将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下，使玻璃板水平接触水面，如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板，玻璃板并未与水面分离，却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲，如图乙所示，这是因为____，此时弹簧测力计的示数____（选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃板自身的重力。
答案：(1) 分子之间存在相互作用的引力(2) 大于
2、说出下列现象中能量的转化或转移情况。
（1）用热水袋取暖：____；
（2）飞驰而过的流星拖着一条发光的“长尾巴”：____；
（3）用电炉烧水：____；
（4）水沸腾时，水壶盖向上顶起来：____。
答案：(1) （1）热传递(2) （2）机械能转化为内能(3) （3）电能转化为内能
（4）内能转化为机械能
3、机场安检过程中，防暴犬功不可没．即便隔着多层包装，防暴犬也能嗅出炸药的气味，这说明组成炸药的分子( )
A 相互之间存在斥力
B 处于永不停息的运动中
C 相互之间存在引力
D 一直处于静止状态
答案：B
4、关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是( )
A物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B 0℃的冰没有内能
C做功可以改变物体的内能
D 物体放出热量时，温度一定降低
答案：C
5、有两个容积相同的保温杯，设计实验比较哪个杯的保温效果好。
1小题1.需要的实验器材：________________________；
2小题2.写出实验步骤和判断哪个杯保温效果好的根据。
答案：(1)温度计、钟表
(2)实验步骤：
①先对两个保温杯进行编号；
②同时向两个保温杯中加满初温相同的水，并记录初温t1；
③用钟表计时，1 h后，分别测量两个保温杯的末温t2和t3；
④比较保温杯中水末温的高低，判断哪个保温效果更好。
6、请根据表中提供的信息，回答下列问题:
小题1.因为水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石的____，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区的____(均填“大”或“小”)；
答案：(1) 小(2) 小
小题2.一杯质量为0.2 kg的水，温度从70 ℃降到20 ℃，在此过程中，水放出的热量为____J，水的比热容____(填“增大”“减小”或“不变”)
答案：(1) 42000(2) 不变
小题3.冷却食品时，0 ℃的水与0 ℃的冰相比，用_____________冷却效果更好，你判断的依据是__________________________________________________________________________________________________.
答案：
0 ℃的冰；0 ℃冰熔化时还要吸热，直到冰全部熔化后温度才能继续上升，这样就比等质量0 ℃的水所吸收的热量更多
解析（1）海水的比热容比泥土、砂石的比热容大，相同质量的海水和泥土、沙石吸收相同的热量，海水的温度变化比泥土、沙石的小．所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区小．
（2）水放出的热量：Q放=cm（t0-t）=4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=42000J，
比热容是物质的特性，与温度无关，所以，水的比热容不变．
（3）质量相同的0℃的冰和0℃的水，虽然温度相同，但是0℃的冰变成0℃的水多一个熔化吸热过程，直到冰全部熔化后温度才可能继续上升．所以质量相同的0℃的冰和0℃的水，升高到相同温度，0℃的冰吸热更多一些．故质量相同的0℃的冰冷却效果更好．
7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶过程中消耗的汽油为20kg，小汽车发动机的效率为30%，汽油的热值q=4.6×107J/kg．求小汽车在这段路程中：
1小题1.所受的阻力；
答案：所受的阻力为1000N
2小题2.行驶的路程．
答案：行驶的路程为2.76×105m
解析（1）发动机的实际功率P=20kW=2×104W，
小汽车的速度v=72km/h=20m/s，
由P==Fv得，小汽车受到的牵引力：F==1000N，
小汽车在水平路面上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，
汽车所受的阻力f=F=1000N．
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=20kg×4.6×107J/kg=9.2×108J，
由η=×100%得，小汽车发动机牵引力做的功：
W=ηQ放=30%×9.2×108J=2.76×108J，
由W=Fs得，小汽车行驶的路程：s==2.76×105m．
答：（1）所受的阻力为1000N；
（2）行驶的路程为2.76×105m。
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